Trasformatori Amperometrici

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INTRODUZIONE

Le enormi quantità di energia elettrica richieste dalla società moderna fanno sì che questa debba essere prodotta in grandi quantità presso centri di produzione denominati centrali elettriche.

Un parametro utile per determinare la dimensione e la quantità di energia prodotta da una centrale è la potenza (simbolo P unità di misura W) la quale può variare dalle decine di kW (1 kW = 1000 W) di piccole centrali idroelettriche o solari alle centinaia di MW (1 MW = 1.000.000 W) delle grandi centrali termoelettriche e nucleari. Questa energia deve essere trasportata anche per centinaia di km.

La potenza elettrica è legata in maniera diretta ai parametri di tensione e corrente, secondo la formula:

dove

, detto fattore di potenza, è il correttivo dovuto allo sfasamento.

Ciò significa che a parità di potenza aumentando la tensione V diminuisce la corrente I (e si deve mantenere  più vicino possibile al valore unitario). Ciò è molto importante, in quanto la corrente I genera al suo passaggio nei conduttori elettrici calore: più la corrente è alta e più calore si genera; per ovviare a questo inconveniente bisogna aumentare la sezione dei conduttori, ma esiste un limite economico e tecnologico nel dimensionamento delle linee elettriche, legato anche al fenomeno della caduta di tensione delle linee stesse. Al fine quindi di abbassare la corrente I si effettua una trasformazione aumentando la tensione V a parità di potenza P. Diminuendo le distanze da percorrere e la potenza da trasportare viene anche meno l’esigenza di avere tensioni alte, se a questo si associa anche l’esigenza di avere per l’uso domestico e industriale un livello di tensione compatibile con le esigenze di sicurezza, ne segue che dalla produzione alla distribuzione sono necessarie un numero adeguato di trasformazioni verso tensioni via via più basse.

La macchina elettrica che si occupa di effettuare tali trasformazioni è appunto il trasformatore che viene quindi ampiamente usato nelle reti di trasporto dell’energia elettrica che collegano le centrali elettriche alle utenze.

TRASFORMATORE

Il trasformatore è una macchina elettrica statica, non contiene parti in movimento, che serve per variare i parametri della potenza elettrica apparente (tensione e corrente) in ingresso rispetto a quelli in uscita, mantenendola costante. Il rendimento di un trasformatore è molto alto e le perdite sono molto basse (nel nucleo in lega e nel rame).

Il trasformatore è una macchina in grado di operare solo in corrente alternata, perché sfrutta i principi dell’elettromagnetismo legati ai flussi variabili.

Fornisce sul secondario una corrente proporzionale alla corrente circolante nel primario. E’ spesso usato nei sistemi di misura per correnti elevate al fine di ridurle a valori più facilmente misurabili. Sono costituiti da un nucleo toroidale (o rettangolare) al cui interno passa il cavo (anche isolato) su cui compiere la misura e su cui è avvolto il filo del secondario. È importante che il secondario sia sempre in cortocircuito sullo strumento di misura per evitare la formazione di tensioni pericolosamente elevate.

 

CARATTERISTICHE GENERALI

I trasformatori di corrente  (T.A.) vengono utilizzati per ridurre la corrente di linea  ad un valore secondario di 5A oppure a 1A .
Il  T.A.  è fatto di una lunga piattina di acciaio al silicio o di permalloy (lega di nichel ferro) o mu-metal (lega metallica),  il silicio amorfo, e il silicio nano cristallino sono i materiali  di ultima generazione utilizzati anch’essi che permettono una maggiore riduzione delle perdite magnetiche.
Possono essere toroidali o rettangolari, il numero di spire è calcolato in funzione della corrente secondaria.
L’solamento tra nucleo e avvolgimento è realizzato con materiale termoplastico isolante.
Normalmente vengono costruiti in 2 diverse esecuzioni :

-     A primario passante, utilizzati per alti valori di corrente

-     A primario avvolto, utilizzati per bassi valori di corrente primaria o quando è necessaria un’elevata potenza con

piccole dimensioni del T.A.

scritto il 14 feb, 2012  •  Categoria: Trasformatori amperometrici

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